[发明专利]大功率二极管结构及制造方法

说明书

本发明提供了一种大功率二极管结构及制造方法，该结构包括底座、管壳、双面蒸铝芯片，所述管壳安装在底座上，双面蒸铝芯片设于管壳内；所述双面蒸铝芯片下面连接有下面镀镍钼片，下面镀镍钼片的下面通过银铜焊片与底座连接；所述双面蒸铝芯片上面连接有上面镀镍钼片，上面镀镍钼片的上面连接有缓冲片，缓冲片上面通过银铜焊片连接有内引线。采用本发明，二极管抗热疲劳性能大大提升，从2千次提升到2万次以上，并且可在更高的温度下工作。

技术领域

本发明涉及二极管技术领域，具体涉及一种大功率二极管结构及制造方法。

背景技术

目前，大功率二极管通常采用图1的结构：双面镀镍芯片的两面分别通过铅锡银焊片连接有双面镀镍片，正面的双面镀镍片通过银铜焊片连接缓冲片，缓冲片通过银铜焊片连接内引线；反面的双面镀镍片通过银铜焊片与底座连接。该结构存在如下问题：

1、铅锡银焊料抗热疲劳性能差，芯片与电极焊接应力大，二极管的抗疲劳性能只有两千次左右，使用寿命短。

2、铅锡银焊料熔点在200多度，高温工作受限。

3、传统二极管管芯与底座采用铅锡银焊料焊接，焊料较厚，而且与芯片的浸润较差，导致二极管热阻较大，经常超过2℃/W，热阻越大，芯片产生的热就不易传出，很小的耗散功率就会达到二极管的最高允许结温，不利于二极管功率的提升。

4、铅锡银焊料轻、薄，不易拾取和定位，组装难度大，因此生产效率较低，部件同心度、一致性较差。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种大功率二极管结构及制造方法。

本发明通过以下技术方案得以实现。

本发明提供了一种大功率二极管结构，包括底座、管壳、双面蒸铝芯片，所述管壳安装在底座上，双面蒸铝芯片设于管壳内；所述双面蒸铝芯片下面连接有下面镀镍钼片，下面镀镍钼片的下面与底座连接；所述双面蒸铝芯片上面连接有上面镀镍钼片，上面镀镍钼片的上面连接有缓冲片，缓冲片上面连接有内引线。

所述缓冲片为横置的U形结构，缓冲片下面与上面镀镍钼片连接，缓冲片上面与内引线连接。

所述缓冲片下面与上面镀镍钼片通过银铜焊片连接。

所述缓冲片上面与内引线通过银铜焊片连接。

所述下面镀镍钼片的下面通过银铜焊片与底座连接。

所述银铜焊片为：银70％-75％，铜25％-30％。

所述双面蒸铝芯片的蒸铝厚度为5μm-20μm。

本发明还提供了一种大功率二极管制造方法，包括如下步骤：

步骤一、扩散，选取N型硅单晶片，厚度250μm-500μm，电阻率0.002Ω.cm-400Ω.cm，进行磷/硼扩散；

所述磷/硼扩散，扩散温度1150℃-1280℃，扩散时间2小时-40小时，结深≥10μm。

步骤二、光刻腐蚀槽，根据管芯尺寸设计光刻板，光刻后，管芯部分的光刻胶保留；用硝酸、氢氟酸、冰乙酸混合酸腐蚀出钝化槽；

所述钝化槽，槽深20μm-300μm。

步骤三、台面内钝化，对腐蚀出来PN结结面进行钝化保护；

采用二氧化硅、氮化硅、内钝化玻璃等对腐蚀出来PN结结面进行钝化保护。

步骤四、光刻表面玻璃，用光刻胶阻挡，用氢氟酸或喷砂的方式去除表面的玻璃，然后蒸铝；

蒸铝厚度为5μm-20μm。

步骤五、光刻铝，用光刻胶阻挡，留下芯片表面及背面的铝；